机械加工中的新技术

2020年6月14日,机械加工中的新技术,现代设计方法,1,先进制造技术,2,设备故障诊断技术,3,1,2020年6月14日,1,4,2,5,3,概论,数控技术与数控机床,柔性制造系统,计算机辅助设计与制造,计算机集成制造系统,先进制造技术,2,2020年6月14日,先进制造技术产生背景,各国先进制造技术的发展,先进制造技术的特点,先进制造技术的分类,先进制造技术的研究领域,概论,3,2020年6月14日,主题化、个性化和多样化，产品寿命周期缩短,制造商之间既有激烈竞争，又有基于实力的合作。,满足已有和潜在顾客需求，主动适应市场，引导市场，是赢得竞争，获取最大利润的关键,消费需求,全球性产业结构调整,快速响应市场,3,2,1,社会经济发展背景,先进制造技术产生背景,4,2020年6月14日,制造技术在向宏观(制造系统)和微观(超精密加工)两个方向发展；现代制造业成为技术密集、知识密集型产业；信息成为制造业决定性因素；Intranet/Internet对制造业产生重大影响。,科学技术发展背景,先进制造技术产生背景,5,2020年6月14日,资源匮泛，污染严重环境问题不能以牺牲今后几代人的利益为代价；由粗放经营、掠夺式开发向集约型、可持续发展转变。,可持续发展战略,先进制造技术产生背景,6,2020年6月14日,美国,各国先进制造技术的发展,先进制造技术计划：1994年预算14亿美元，围绕“智能制造系统”、“集成工具”、“基础设施建设”三个重点领域开展研究；,制造技术中心计划：设立制造技术中心，建立技术拥有者与需要者之间的桥梁，展示新制造技术和装备、组织培训、帮助企业了解和选用最新技术和装备。,7,2020年6月14日,1990年提出了智能制造计划，由美国、欧共体、加拿大、澳大利亚等国参加，投资10亿美元实施智能制造计划；,目的：使制造业在接受订货、开发、设计、生产、物流直至经营管理的全过程中，做到生产设备自律化生产设备自律化。,日本,各国先进制造技术的发展,8,2020年6月14日,尤里卡计划,1988年用5亿美元资助16个欧洲国家、600家公司的165个合作性高科技研究开发项目。,欧洲信息技术研究发展战略计划,在13个成员国向5500名研究人员提供了资助，明确设计原理、工厂自动化、生产过程管理三大课题。,欧洲工业技术基础研究计划,重点资助材料、制造加工、设计以及工厂系统运作方式等研究。,各国先进制造技术的发展,欧共体,9,2020年6月14日,先进制造技术是在传统制造技术基础上不断吸收机械、电子、信息(计算机与通信、控制理论、人工智能等)、能源、材料以及现代管理技术等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力并取得理想经济效果的制造技术总称。,先进制造技术的定义,先进制造技术的特点,10,2020年6月14日,先进制造技术的特点,11,2020年6月14日,Addyourtitle,现代设计技术,现代设计方法、产品可信性设计、设计自动化技术,Addyourtitle,先进制造工艺,高效精密成形技术、高效高精度切削加工工艺、现代特种加工工艺、现代表面工程技术,Addyourtitle,加工自动化技术,数控技术、工业机器人技术、柔性制造技术,Addyourtitle,现代生产管理技术,MRPII（制造资源规划）ERP（企业资源管理）PDMJIM,Addyourtitle,先进制造生产模式,CIM（计算机集成制造）、CE（并行工程）、AM（敏捷制造）、IM（智能制造）、LP（精良生产）,先进制造技术的分类,12,2020年6月14日,1.现代设计技术,2.先进制造工艺技术,3.自动化技术,4.系统管理技术,先进制造技术的研究领域,13,2020年6月14日,现代设计方法,产品可信性设计,设计自动化技术,模块化设计、系统化设计、价值工程、模糊设计、面向对象的设计、反求工程、并行设计、绿色设计、工业设计。,造型设计、工艺设计、工程图生成、有限元分析、优化设计、模拟仿真虚拟设计、工程数据库。,可靠性设计、安全性设计、动态分析与设计、防断裂设计、防疲劳设计、耐环境设计、健壮设计、维修设计和维修保障设计。,现代设计技术,14,2020年6月14日,先进制造工艺,高效精密成形技术,快速成形和制造技术,05,优质低耗洁净热处理技术,04,优质高效焊接及切割技术,03,精确高效塑性成形工艺,02,精密洁净铸造成形工艺,01,15,2020年6月14日,高效高精度切削加工工艺,精密和超精密加工,高速切削和磨削,复杂型面的数控加工,游离磨粒的高效加工,1,2,3,4,先进制造工艺,16,2020年6月14日,现代特种加工工艺,电加工,2,超声波加工,3,水射流加工,4,纳米技术及微细加工,5,高能束加工,1,先进制造工艺,17,2020年6月14日,07,06,05,表面强化处理技术,04,节能表面涂装技术,03,非晶态合金技术,02,化学镀层处理,01,等离子化学气相沉积技术,激光表面熔复处理技术,热喷涂技术,表面改性、制膜和涂层技术,先进制造工艺,18,2020年6月14日,数控装置，进给系统和主轴系统，数控机床的程序编制,机器人操作机，机器人控制系统，机器人传感器，机器人生产线总体控制,加工系统，物流系统，调度与控制，故阵诊断,自动检测CAT，信号识别系统，数据获取，数据处理，特征提取、识别,过程监视控制系统，在线反馈质量控制,数控技术,工业机器人技术,柔性制造系统,自动检测及信号识别技术,过程设备工况监测与控制,加工自动化技术,19,2020年6月14日,现代生产管理技术,现代管理信息系统,1,物流系统管理,2,工作流管理,3,产品数据管理,4,质量保障体系,5,20,2020年6月14日,优质、高效、低耗清洁基础制造技术（基础技术）,MRPII,CADCAM,数控技术,机器人技术,FMC,清洁生产技术,并行工程,质量与可靠性技术,系统管理技术,集成技术,CIMS,IMS,FMS,新型产业及市场需求带动（重大装备、高新技术产业、社会协调发展）,系统工程及管理科学,激光等新能源的技术,微电子及计算机应用技术,新材料技术,先进制造技术的内涵、层次及其技术构成示意图,概论,21,2020年6月14日,先进制造技术,数控技术与数控机床,柔性制造系统,2,3,22,2020年6月14日,数控技术与数控机床,23,2020年6月14日,数控技术与数控机床,4,数控技术发展简史,1,2,3,5,数字控制与数控技术定义,按工艺用途分类,数控加工的优缺点,数控技术的发展动向,24,2020年6月14日,1952年，Parsons公司和M.I.T合作研制了世界上第一台三座标数控机床。1955年，第一台工业用数控机床由美国Bendix公司生产出来。,数控技术发展简史,25,2020年6月14日,第一代：1955年NC系统以电子管组成，体积大，功耗大。第二代：1959年NC系统以晶体管组成，广泛采用印刷电路板。第三代：1965年NC系统采用小规模集成电路作为硬件，其特点是体积小，功耗低，可靠性进一步提高。,数控技术发展简史,26,2020年6月14日,第四代：1970年NC系统采用小型计算机取代专用计算机，其部分功能由软件实现，它具有价格低，可靠性高和功能多等特点。第五代：1974年NC系统以微处理器为核心，不仅价格进一步降低，体积进一步缩小，使实现真正意义上的机电一体化成为可能。这一代又可分为六个发展阶段：,数控技术发展简史,27,2020年6月14日,1974年：系统以位片微处理器为核心，有字符显示，自诊断功能。1979年：系统采用CRT显示，大容量磁泡存储器，可编程接口和遥控接口等。1981年：具有人机对话、动态图形显示、实时精度补偿功能。1986年：数字伺服控制诞生，大惯量的交直流电机进入实用阶段。1988年：采用高性能32位机为主机的主从结构系统。1994年：基于PC的NC系统诞生，使NC系统的研发进入了开放型、柔性化的新时代，新型NC系统的开发周期日益缩短。它是数控技术发展的又一个里程碑。,数控技术发展简史,28,2020年6月14日,数字控制与数控技术定义,数字控制（NumericalControlNC）是一种借助数字、字符或其它符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行可编程控制的自动化方法。,数控技术（NumericalControlTechnology）采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。,29,2020年6月14日,数控系统（NumericalControlSystem）实现数字控制的装置。,计算机数控系统（ComputerNumericalControlCNC）以计算机为核心的数控系统。,数字控制与数控技术定义,数控机床（NumericalControlMachineTools）是采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。,30,2020年6月14日,切削加工类,成型加工类,特种加工类,其它类型,数控镗铣床、数控车床、数控磨床、加工中心、数控齿轮加工机床、FMC等,数控折弯机、数控弯管机等,数控线切割机、电火花加工机、激光加工机等,数控装配机、数控测量机、机器人等,按工艺用途分类,31,2020年6月14日,优点,数控加工的优缺点,自动化程度高，可以减轻工人的体力劳动强度加工的零件一致性好，质量稳定生产效率较高便于产品研制便于实现计算机辅助制造,32,2020年6月14日,单位加工成本较高,多品种小批量或中批量生产,加工中的调整相对复杂,维修难度大,缺点,数控加工的优缺点,33,2020年6月14日,数控技术的发展动向,发展趋势,运行高速化加工高精化功能复合化控制智能化体系开放化驱动并联化交互网络化,34,2020年6月14日,在分辨率为1m时，Fmax=240m/min。在Fmax下可获得复杂型面的精确加工。,进给率高速化,运行高速化,数控技术的发展动向,35,2020年6月14日,数控技术的发展动向,采用电主轴（内装式主轴电机），即主轴电机的转子轴就是主轴部件。主轴最高转速达200000r/min。主轴转速的最高加（减）速为1.0g，即仅需1.8秒即可从0提速到15000r/min。,主轴高速化,36,2020年6月14日,换刀速度0.9秒（刀到刀）2.8秒（切削到切削）工作台（托盘）交换速度6.3秒。,数控技术的发展动向,37,2020年6月14日,采用高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，使CNC控制单位精细化，采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度；位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法。,加工高精化,数控技术的发展动向,38,2020年6月14日,车铣复合,镗铣钻复合,铣镗钻车复合,铣镗钻磨复合,更换主轴箱,车削中心,复合加工中心,加工中心、五面加工中心,复合加工中心,组合加工中心,功能复合化,数控技术的发展动向,39,2020年6月14日,智能化交流伺服驱动装置,智能故障诊断与自修复技术,加工参数的智能优化与选择,数控技术的发展动向,控制智能化,40,2020年6月14日,数控技术的发展动向,体系开放化,在不同的工作平台上均能实现系统功能、且可以与其他的系统应用进行互操作的系统。,系统构件（软件和硬件）具有标准化与多样化和互换性的特征，允许通过对构件的增减来构造系统，实现系统“积木式”的集成。,定义,特点,41,2020年6月14日,驱动并联化,数控技术的发展动向,42,2020年6月14日,网络资源共享,01,数控机床的远程监视、控制,02,数控机床的远程培训与教学,03,数控装备的数字化服务,04,交互网络化,数控技术的发展动向,43,2020年6月14日,先进制造技术,数控技术与数控机床,柔性制造系统,2,3,44,2020年6月14日,FMS的基本组成,柔性制造系统,45,2020年6月14日,随着经济的发展和消费水平的提高，人们更注重产品的不断更新和多样化，中小批量、多品种生产已成为机械制造业的一个重要特征。,科学技术的迅猛发展推动了自动化程度和制造水平的提高。,FMS产生的背景条件,46,2020年6月14日,1950年，美国MIT诞生了第一台三坐标数控铣床以后，机电一体化及数控（NC）的概念出现了。机电一体化技术进一步发展，出现了计算机数控（CN）、计算机直接控制（又称群控）（DNC）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助设计（CAD）、成组技术（GT）、计算机辅助工艺规程（CAPP）、工业机器人技术（ROBOT）等新技术。,FMS的产生过程,47,2020年6月14日,在这些新技术的基础上，为多品种、小批量生产的需要而兴起的柔性自动化制造技术得到了迅速的发展，作为这种技术具体应用的柔性制造系统（FMS）、柔性制造单元（FMC）和柔性制造自动线（FML）等柔性制造设备纷纷问世，其中柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem，FMS）最具代表性。,FMS的产生过程,48,2020年6月14日,FMS的雏形源于美国MALROSE公司，该公司在1963年制造了世界上第一条多品种柴油机零件的数控生产线。,FMS的概念由英国MOLIN公司最早正式提出，并在1965年取得了发明专利，1967年FMS正式形成。,FMS的产生过程,49,2020年6月14日,FMS：是数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统。,美国：使用计算机控制柔性工作站和集成物料运储装置来控制并完成零件族某一系列工序的，或一系列工序的一种集成制造系统。,FMS的定义,50,2020年6月14日,1985年世界各国已投入运行的FMS有500多套，88年近800套，90年超过1000套，目前约共有4000多套FMS在运行；我国是1984年开始研制FMS，1986年从日本引进第一套FMS。,FMS的发展状况,51,2020年6月14日,指制造系统对系统内部及外部环境的一种适应能力，也是指制造系统能够适应产品变化的能力，可分为瞬时、短期和长期柔性三种。,凡具备上述三种柔性特征之一的、具有物料或信息流的自动化制造系统,柔性,柔性自动化,FMS的主要特点,52,2020年6月14日,物料储运系统,加工系统,计算机控制系统,FMS的基本组成,53,2020年6月14日,典型的柔性制造系统示意图,54,2020年6月14日,加工系统：FMS的主体部分，用于加工产品零件。加工单元:有自动换刀及换工件功能的数控机床、加工中心。,55,2020年6月14日,物料储运系统实施对毛坯、工件、夹具、刀具等的存储、运输、交换工作。工件储运系统：毛坯、半成品、夹具组件的存储仓库及缓冲存储站。,56,2020年6月14日,FMS的基本结构,计算机控制系统由管理FMS的信息、控制FMS各设备协调一致工作的计算机网络系统和FMS管理与控制软件构成。,57,2020年6月14日,FMS的辅助设备：在线测量装置、清理装置、切屑处理装置等。,58,2020年6月14日,先进制造技术,数控技术与数控机床,柔性制造系统,2,3,59,2020年6月14日,计算机辅助设计与制造,CAD/CAM技术,CAD/CAM技术发展,CAD/CAMsoftware,CAD/CAM基本功能,CAD/CAM主要任务,CAD/CAM技术应用,60,2020年6月14日,CAD/CAM技术定义,随着计算机和数字化信息技术发展而形成的新技术，具有知识密集、学科交叉、综合性强等特点，是目前世界科技领域的前沿课题，被美国工程科学院评为当代做出最杰出贡献的十大工程技术之一。,CAD/CAM技术,61,2020年6月14日,CAD/CAM的基本概念,CADCAPPCAMCAD/CAM集成,CAD/CAM技术,62,2020年6月14日,计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，CAD),指工程技术人员以计算机为工具完成产品设计，达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品成本这一过程的各项工作，包括设计、工程分析、仿真、绘图、编撰技术文档,CAD/CAM技术,63,2020年6月14日,KMCAPP,计算机辅助工艺过程设计（ComputerAidedProcessPlanning,CAPP),指工艺人员借助计算机，根据产品设计结果和产品制造工艺要求，交互或自动地确定产品加工方法和方案的设计，包括毛坯选择、加工方法选择、工序设计、工艺路线制定,InteCAPP,CAD/CAM技术,64,2020年6月14日,计算机辅助制造（ComputerAidedManufacturing，CAM),计算机辅助制造有广义和狭义两种定义:广义CAM指借助计算机完成从生产准备到产品制造出来的过程中的各项活动，包括工艺过程设计（CAPP)、工装设计、计算机辅助数控加工编程、生产作业计划、制造过程控制、质量检测与分析狭义CAM通常指NC程序编制，包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真、后置处理及NC代码生成,CAD/CAM技术,65,2020年6月14日,CAD/CAM集成,CAD/CAM集成实质：在CAD、CAPP、CAM各模块之间形成相互信息的自动传递和转化,CAD/CAM技术,66,2020年6月14日,I-DEAS,集成化的CAD/CAM系统借助公共的工程数据库、网络通信技术以及标准化格式的中性文件接口把分散的CAD/CAM高效集成，实现软、硬件资源共享，保证系统内信息的畅通。,67,2020年6月14日,CAD/CAM技术,68,2020年6月14日,CAD/CAM技术,69,2020年6月14日,CAD/CAM技术发展,形成期1950CRT麻省理工学院发展期50年代中期：USAirForcesSAGEMITLincolnLaboratory最早使用光笔60年代初期，IvanSutherland，SKETCHPAD光笔实现人机交互，定位图形元素工程图轮廓、尺寸等的分层表示交互式图形学与计算机辅助设计的基础1959，DAC-1（DesignAutomatedbyComputer）,第一个commercialCAD系统，由IBM为GeneralMotors开发被称为：“theFatherofCADD/CAM”,70,2020年6月14日,1963年，StanfordResearchInstitute的DougEnglebart发明鼠标,成熟期1973第一个实体造型试验系统(solidModeling),1978,第一代实体造型软件集成期CAD/CAM90年代至今，“3I”conceptIntelligent,Interaction,andIntegration,CAD/CAM技术发展,71,2020年6月14日,1946年，ENIAC,70年代英国莫林-24美国FMS系统,CAD/CAM技术发展,72,2020年6月14日,1969挪威工业公司autopros派生型1977美国普渡大学appas创成式80年代至今CAPP具有人工智能的专家系统的开发,CAD/CAM技术发展,73,2020年6月14日,CAD2DdraftingAutoCAD,TwinCAD,etc.CADSolidmodelingSolidEdge,SolidWorks,MechanicalDesktop(MDT),etc.CAMSOLIDCAM,SURFCAM,MasterCAM,SmartCAM,etc.CAEANSYS,ABAQUS,NASTRAN,ADAMS,MOLDFLOW,etc.IntegratedSystemPro/ENGINEER,IDEAS,Unigraphics,etc.,CAD/CAMsoftware,74,2020年6月14日,国产CAD系统高华CAD清华CAXA电子图板北航CAXA电子图板XPCAXA三维图板XPCAXA实体设计XPCAXA协同管理XPGS-CAD98浙大金银花系统广州红地技术有限公司开目CAD华中理工大学机械学院二维较成熟，三维开始起步绘图技术较为成熟，全面整合较欠缺,CAD/CAMsoftware,75,2020年6月14日,交互功能图形显示功能存储功能输入输出功能,CAD/CAM的基本功能,76,2020年6月14日,交互功能,人机接口是CAD/CAM系统中用户与系统连接的桥梁,友好的用户界面，是用户直接而有效地完成复杂设计任务的必要条件,除软件中界面设计外，还必须有交互设备实现人与计算机之间的不断通信,CAD/CAM基本功能,77,2020年6月14日,图形显示功能,CAD/CAM是一个人机交互的过程，从产品的造型、构思、方案的确定，结构分析到加工过程的仿真，系统随时保证用户能够观察、修改中间结果，实时编辑处理,用户的每一次操作都要能从显示器上及时得到反馈，直到取得最佳的设计结果。图形显示功能不仅能够对二维平面图形进行显示控制，还应当包含三维实体的处理,CAD/CAM基本功能,78,2020年6月14日,存储功能,为了保证系统正常的运行，CAD/CAM系统必须配置容量较大的存储设备，支持数据在模块运行时的正确流通；其次，工程数据库系统的运行也必须有存贮空间的保障,CAD/CAM系统运行时，数据量很大，有很多算法往往生成大量的中间数据，尤其是对图形的操作、交互式的设计以及结构分析中的网格划分等。,IBM737Magneticcorestorageunit,CAD/CAM基本功能,79,2020年6月14日,输入输出功能,CAD/CAM系统运行中，用户需不断地将有关设计的要求、各步骤的具体数据等输入计算机内，通过计算机的处理，能够输出系统处理的结果,输入输出的信息既可以是数值的，也可以是非数值的，如图形数据、文本,CAD/CAM基本功能,80,2020年6月14日,CAD/CAM主要任务,几何建模工程绘图计算分析优化设计有限元分析计算机辅助工艺规程设计数控编程动态仿真计算机辅助测试技术工程数据管理,81,2020年6月14日,几何建模,描述基本几何实体（如大小）及实体间的关系（如几何信息），进行图形图像的技术处理。,CAD/CAM主要任务,82,2020年6月14日,83,2020年6月14日,84,2020年6月14日,工程绘图,CAD系统的重要环节，产品最终结果的表达方式,CAD/CAM主要任务,85,2020年6月14日,86,2020年6月14日,计算分析,计算分析对象包括几何特征（如体积、表面积、质量、重心位置、转动惯量）和物理特征（如应力、温度、位移）,低压冷涡轮叶片结构分析,CAD/CAM主要任务,87,2020年6月14日,油井压缩机头部封盖失效的原因分析,88,2020年6月14日,优化设计,CAD/CAM系统应具有优化求解的功能，也就是在某些条件的限制下，使产品或工程设计中的预定指标达到最优。,优化设计是现代设计方法学中的重要的组成部分,CAD/CAM主要任务,89,2020年6月14日,有限元分析,CAD/CAM系统结构分析中的常用方法是有限元法，这是一种数值近似解方法，用来解决结构形状比较复杂零件的静态、动态特性计算，强度、振动、热变形、磁场、温度场强度、应力分布状态等计算分析。,CAD/CAM主要任务,90,2020年6月14日,计算机辅助工艺规程设计,设计的目的是为了加工制造，而工艺设计是为产品的加工制造提供指导性的文件，是CAD与CAM的中间环节,CAPP根据建模生成的产品信息及制造要求，人机交互或自动决策出加工该产品所采用的加工方法、加工步骤、加工设备及加工参数CAPP设计结果一方面生成工艺卡片文件被生产实际应用，一方面直接输出信息，为CAM中的NC自动编程系统接收、识别，直接转换为刀位文件,CAD/CAM主要任务,91,2020年6月14日,数控编程,分析零件图和制订出零件的数控加工方案后，采用专门的数控加工语言（例如APT语言），提供数控机床各种运动和操作的全部信息,数控编程基本步骤通常包括：编程手工或计算机辅助编程，生成源程序前处理编译源程序，求出刀位文件后处理将刀位文件转换成零件的数控加工程序,CAD/CAM主要任务,92,2020年6月14日,动态仿真,模拟：根据设计要求，建立一个工程设计的实际系统模型，例：机构、机械手,仿真：通过对系统模型的试验运行，研究一个存在（或设计中）的系统，通常有加工轨迹仿真，机构运动学仿真，机器人仿真，工件、机床、刀具、夹具的碰撞、干涉检验,目的：预测产品性能，模拟产品制造过程、可制造性，避免损坏，减少制造投资,CAD/CAM主要任务,93,2020年6月14日,计算机辅助测试技术,计算机辅助测试技术结合计算机技术、测量技术、信号处理及现代控制理论形成了一门新兴综合性学科,模具检测,逆向工程,管件测量,CAD/CAM主要任务,94,2020年6月14日,工程数据管理,CAD/CAM系统数据量大、种类繁多，因此CAD/CAM系统应提供有效的管理手段，支持工程设计与制造全过程的信息传输与交换随着并行作业方式的推广应用，还存在着几个设计者或工作小组之间的信息交换问题，因此CAD/CAM系统应具备良好的信息传输管理功能和信息交换功能,CAD/CAM主要任务,95,2020年6月14日,CAD/CAM技术应用,96,2020年6月14日,97,2020年6月14日,98,2020年6月14日,99,2020年6月14日,100,2020年6月14日,CAD/CAM技术应用,101,2020年6月14日,将设计人员从大量繁琐的重复劳动中解放出来，减少设计、计算、制图、制表所需的时间，缩短了设计周期，提高了产品的质量，有利于发挥设计人员创造性借助计算机辅助分析技术，可从多方案中进行分析、比较、选出最佳方案，实现设计方案的优化有利于实现产品的标准化、通用化和系列化促进先进生产设备的应用，在较大范围内适应加工对象的变化，提高生产过程自动化水平，有利于企业提高应变能力和市场竞争力CAD/CAM的一体化，可以实现信息集成，使产品的设计、制造过程形成一个有机的整体，在经济上、技术上给企业带来综合效益,优越性,CAD/CAM技术应用,102,2020年6月14日,1,4,2,5,3,概论,数控技术与数控机床,柔性制造系统,计算机辅助设计与制造,计算机集成制造系统,103,2020年6月14日,计算机集成制造系统,几个相关的概念,自动化工厂:经自动化“通信网络”连接工厂的各个子系统，可构成一个有机联系的整体，即自动化工厂。CIM:计算机集成制造，它反映了制造系统新的发展方向。CIMS:计算机集成制造系统，则是CIM思想技术上的具体实现。,104,2020年6月14日,CIM的概念,计算机集成制造系统,计算机集成制造（CIM）的概念是1974年首先由美国约瑟夫哈林顿（JosephHarrington）博士在ComputerIntegratedManufacturing一书中提出的,约瑟夫哈林顿基本观点为：一是企业的各个生产环节是一个不可分隔的整体，需要统一考虑；二是整个生产制造过程实质上是对信息的采集、传递和加工处理的过程，最终形成的产品可看作是信息的物质表现。,105,2020年6月14日,计算机集成制造系统,CIM是一种组织、管理、企业生产的新哲理。,CIM手段：将企业生产全部过程中有关人、技术和经营管理，这三要素及其信息流与物质流有机地集成并优化运行，,CIM目标：实现产品的高质量、低成本和交货期短，提高企业对市场变化的应变能力和综合竞争能力。,106,2020年6月14日,计算机集成制造系统,CIMS的概念,CIMS是在CIM哲理指导下建立的人机系统。以达到降低成本C（Cost）、提高质量Q(Quality)、缩短交货周期T（Time）等目的，从而提高企业的创新设计能力和市场竞争力。,107,2020年6月14日,计算机集成制造系统,产生的背景大背景:20世纪70年代的美国产业政策中过分夸大了第三产业的作用，而将制造业，特别是传统产业，贬低为“夕阳工业”.-导致:美国制造业优势的急剧衰退，并在20世纪80年代初开始的世界性的石油危机中暴露无遗.-美国才开始重视并决心用其信息技术的优势夺回制造业的霸主地位。于是美国及其他各国纷纷制订并执行发展计划。-CIMS的理念、技术也随之有了很大的发展。,CIMS：CIMS在20世纪80年代中期才开始重视并大规模实施。,108,2020年6月14日,计算机集成制造系统,CIMS一般结构,计算机集成制造系统主要由设计与工艺模块、制造模块、管理信息模块和存储运输模块构成。,109,2020年6月14日,计算机集成制造系统,存储运输模块的主要功能有仓库管理、自动搬运等。,各模块的主要功能：,设计与工艺模块,制造模块,管理信息模块,存储运输模块,CAD、CAE、CAPP、CAM等,DNC、